在社會(huì)高速發(fā)展和不斷進(jìn)步的同時(shí),環(huán)境污染嚴(yán)重、溫室效應(yīng)加劇和能源短缺的危機(jī)已經(jīng)是現(xiàn)在必須要解決的問題。太陽能是一種清潔無污染的能源,同時(shí)又非常豐富,在提升太陽能利用率方面已經(jīng)是科研工作者研究的焦點(diǎn)。用光電化學(xué)（PEC）技術(shù)來分解水,是一種利用太陽能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的可行性辦法,如果能夠大面積使用,就能夠?qū)崿F(xiàn)清潔能源的量產(chǎn)。在PEC分解水的應(yīng)用上,光電極有不可或缺的作用。因此,如何提高光陽極材料的PEC性能是現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。要求實(shí)際應(yīng)用到分解水的半導(dǎo)體材料有恰當(dāng)?shù)膸赌芗?jí),導(dǎo)帶價(jià)帶位置也要滿足PEC分解水的具體要求,同時(shí),需要提高材料的載流子濃度和傳輸效率,確保材料的光吸收范圍滿足要求,最重要的一點(diǎn)是這種光陽極材料在測試的電解液中不會(huì)變化、不會(huì)受到腐蝕。研究人員在材料的探索改進(jìn)上做了很多科研工作。所以我們需要對(duì)已經(jīng)有的半導(dǎo)體進(jìn)行改進(jìn),同時(shí)研究更加有潛力的新型半導(dǎo)體材料。本文旨在研究沒有在PEC領(lǐng)域被報(bào)道的新材料并且改善其PEC性能,選擇了多元金屬氧化物鈮酸亞錫（Sn₂Nb₂O₇）作為研究對(duì)象,該材料有合適的光吸收范圍,適合PE... 

【文章來源】：遼寧大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光電化學(xué)水分解電池的結(jié)構(gòu)

圖 1-2 N 型光電化學(xué)分解水電池的工作原理示意圖上圖是 N 型半導(dǎo)體在電解液中的工作示意圖，在被太陽光照射時(shí)，吸生光生載流子，空間電荷層中內(nèi)電場會(huì)對(duì)它們產(chǎn)生一定的作用，當(dāng)擴(kuò)電荷層，電荷層中的成對(duì)的載流子將會(huì)分離，空穴從半導(dǎo)體遷移到電，和 H2O 發(fā)生氧化反應(yīng)生成 O2，同時(shí)電子從半導(dǎo)體內(nèi)部傳輸?shù)酵怆娐窐O上，和 H2O 發(fā)生還原反應(yīng)產(chǎn)生 H2。這個(gè)過程發(fā)生了下面所示的反應(yīng)Semiconductor hν → h e H2O 2h →12O22H 2H 2e → H2而且，我們根據(jù)熱力學(xué)知識(shí)來看，半導(dǎo)體材料要求同時(shí)滿足三個(gè)分解[17]：1．帶隙能級(jí)Eg 必須大于1.23 eV。

第 2 章 實(shí)驗(yàn)部分13直流電壓，沉積過程見圖2-1。通電時(shí)間根據(jù)粉末情況決定，切斷電源后，Sn2Nb2O7粉體已經(jīng)均勻地出現(xiàn)在 FTO 的表面上，在自然環(huán)境下干燥并退火獲得 Sn2Nb2O7光陽極薄膜。圖 2-1 電泳沉積過程示意圖2.2.2 涂抹法制備光陽極薄膜在本論文第四章中用涂抹的方法制備光電極薄膜。首先取適量的 Sn2Nb2O7粉體和少量去離子水在研缽中研磨，研磨一段時(shí)間后成糊狀，用移液槍取少量混合物滴在清洗干凈的 FTO 上（清洗方法同上），用潔凈的玻璃棒從下至上搟一遍，留出電極連接的部分，在室溫下干燥 30 min，經(jīng)過高溫退火后，得到 Sn2Nb2O7光陽極薄膜。2.3 實(shí)驗(yàn)表征2.3.1 基本物性表征（1）X 射線衍射測試在本文中，使用 X 射線衍射儀（XRD）對(duì)材料的物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。在進(jìn)行測試時(shí)設(shè)定的參數(shù)：Cu靶Kα輻射源


本文編號(hào)：3068780